Programowanie równoległe i rozproszone. W1. Wielowątkowość. Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 1
|
|
- Bernard Ignacy Dobrowolski
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Programowanie równoległe i rozproszone W1. Wielowątkowość Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 1
2 Problemy współbieżności wyścig (race condition) synchronizacja realizowana sprzętowo (np. komputery macierzowe) realizowana programowo (bariera, sekcja krytyczna, operacje atomowe) wzajemne wykluczanie sekcja krytyczna protokoły wejścia i wyjścia z sekcji krytycznej cechy rozwiązań zagadnień synchronizacji: pożądane bezpieczeństwo i żywotność, uczciwość możliwe błędy zakleszczenie, zagłodzenie Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 2
3 Wzajemne wykluczanie wątków Specyfikacja POSIX: muteks mutual exclusion tworzenie muteksa int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutex attr_t *mutexattr) zamykanie muteksa (istnieje wersja pthread_mutex_trylock) int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex) otwieranie muteksa int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex) odpowiedzialność za poprawne użycie muteksów (gwarantujące bezpieczeństwo i żywotność) spoczywa na programiście Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 3
4 Problemy współbieżności Problem producentów i konsumentów: jedna grupa procesów produkuje dane, druga grupa je konsumuje jak zagwarantować sprawny (bez zakleszczeń i zagłodzeń) przebieg tej procedury Problem czytelników i pisarzy podobnie jak powyżej, z tym że produkować (pisać) może jednocześnie tylko jeden proces, natomiast konsumować (czytać) może wiele procesów na raz Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 4
5 Zmienne warunku Pthreads Zmienne warunku condition variables: zmienne warunku są zmiennymi wspólnymi dla wątków, które służą do identyfikacji grupy uśpionych wątków tworzenie zmiennej warunku: int pthread_cond_init( pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr) uśpienie wątku w miejscu identyfikowanym przez zmienną warunku cond, wątek śpi (czeka) do momentu, gdy jakiś inny wątek wyśle odpowiedni sygnał budzenia dla zmiennej cond int pthread_cond_wait( pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex) sygnalizowanie (budzenie pierwszego oczekującego na zmiennej *cond) int pthread_cond_signal( pthread_cond_t *cond) rozgłaszanie sygnału (budzenie wszystkich oczekujących na zmiennej *cond) int pthread_cond_broadcast( pthread_cond_t *cond) Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 5
6 Wykorzystanie zmiennych warunku Schemat rozwiązania problemu producenta i konsumenta procedura główna pthread_mutex_t muteks= PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t nie_pelna, nie_pusta; // należy także zainicjować int main(){ pthread_t producent, konsument; kolejka *fifo; fifo = inicjuj_kolejka(); // kolejka zawiera bufor do zapisu i odczytu pthread_create( &producent, NULL, produkuj, fifo ); pthread_create( &konsument, NULL, konsumuj, fifo ); pthread_join( producent, NULL); pthread_join( konsument, NULL ); } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 6
7 Wykorzystanie zmiennych warunku procedura producenta void *produkuj( void *q){ kolejka *fifo; int i; fifo = (kolejka *)q; // kolejka zawiera bufor do zapisu i odczytu for(...){ pthread_mutex_lock (&muteks); while( kolejka_pelna(fifo) ) pthread_cond_wait(&nie_pelna, &muteks ); kolejka_wstaw(fifo,...); pthread_mutex_unlock( &muteks ); pthread_cond_signal( &nie_pusta ); } } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 7
8 Wykorzystanie zmiennych warunku procedura konsumenta void *konsumuj( void *q){ kolejka *fifo; int i, d; fifo = (kolejka *)q; // kolejka zawiera bufor do zapisu i odczytu for(...){ pthread_mutex_lock (&muteks); while( kolejka_pusta(fifo) ) pthread_cond_wait(&nie_pusta, &muteks); kolejka_pobierz(fifo,...); pthread_mutex_unlock( &muteks ); pthread_cond_signal( &nie_pelna ); } } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 8
9 Monitory W ujęciu klasycznym monitor jest modułem posiadającym: stan atrybuty (stałe i zmienne) zachowanie metody (procedury i funkcje)) Metody monitora dzielą się na: udostępniane na zewnątrz publiczne wewnętrzne prywatne Podstawową zasadą działania monitora jest realizowanie sekcji krytycznej na poziomie obiektu: jeżeli jakiś proces/wątek rozpoczął realizację dowolnej publicznej metody, żaden inny proces/wątek nie może rozpocząć realizacji tej samej lub innej publicznej metody monitora inaczej: wewnątrz monitora może znajdować się tylko jeden proces/wątek Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 9
10 Monitory Realizacją wzajemnego wykluczania w dostępie do monitorów zarządza środowisko w ramach, którego funkcjonuje monitor Wątek, który wywołuje publiczną metodę monitora jest: wpuszczany do monitora, jeśli w monitorze nie ma innych wątków ustawiany w kolejce oczekujących wątków, jeśli w monitorze znajduje się wątek Po opuszczeniu monitora przez wątek system wznawia działanie pierwszego wątku w kolejce Istnieje jedna kolejka dla monitora (obsługuje próby wywołań wszystkich funkcji monitora) Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 10
11 Monitory Monitor jest skuteczną realizacją wzajemnego wykluczania przy dostępie do swoich wewnętrznych zasobów inaczej: jeśli chcemy dostęp do jakiegoś zasobu uczynić wyłącznym dla pojedynczego wątku, należy umieścić ten zasób jako zasób wewnętrzny monitora Monitor umożliwia także synchronizację działania wątków opartą o mechanizm zmiennych warunku zmienne warunku (typ condition) są wewnętrznymi zmiennymi monitora udostępniającymi na zewnątrz operacje: wait(c) protokół wejścia do monitora, jeśli wejście zamknięte wątek jest usypiany na zmiennej warunku c empty(c) informacja czy na zmiennej c oczekują jakieś wątki signal(c) obudzenie jednego z wątków czekających na wejście do monitora lub otwarcie wejścia do monitora Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 11
12 Monitory przykład Rozwiązanie problemu czytelników i pisarzy za pomocą monitorów Zakładamy, że system uruchamia dowolną liczbę procesów realizujących programy czytelników i pisarzy Pisarze wykonują operację piszę jednak, żeby program był poprawny poprzedzają ją protokołem wejścia chcę_pisać i kończą protokołem wyjścia koniec_pisania Podobnie czytelnicy wykonują sekwencję operacji: chcę_czytać czytam koniec_czytania Rozwiązanie polega na umieszczeniu wszystkich procedur zarządzających (chcę_pisać, koniec_pisania, chcę_czytać, koniec_czytania) w monitorze o nazwie Czytelnia Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 12
13 Monitory przykład monitor Czytelnia { int liczba_czyt = 0; int liczba_pisz = 0; condition czytelnicy, pisarze; chcę_czytać(){ JEŻELI( liczba_pisz > 0 lub ~empty( pisarze ) ) wait( czytelnicy ); liczba_czyt ++; signal( czytelnicy ); } koniec_czytania(){ liczba_czyt --; JEŻELI( liczba_czyt = 0 ) signal( pisarze ); } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 13
14 Monitory przykład } chcę_pisać(){ JEŻELI( liczba_czyt+liczba_pisz > 0 ) wait( pisarze ); liczba_pisz ++; } koniec_pisania(){ liczba_pisz --; JEŻELI( ~empty( czytelnicy ) ) signal( czytelnicy ); WPP signal( pisarze ) } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 14
15 Java Model współbieżności Javy opiera się na realizacji szeregu omawianych dotychczas elementów: zarządzanie wątkami operacje atomowe (wiele standardowych operacji na referencjach, zmiennych typów wbudowanych, operacje na zmiennych deklarowanych jako volatile, a także specjalne operacje takie jak np. compareandset, getandincrement itp.) mechanizmy synchronizacji (zamki, zmienne warunku i inne charakterystyczne dla funkcjonowania obiektów) klasy kontenerowe przystosowane do współbieżnego używania, takie jak: BlockingQueue, ConcurrentMap itp. Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 15
16 Wątki w Javie Podstawowe metody klasy Thread (pakiet java.lang) void start() polecenie dla JVM uruchomienia metody run void run() uruchomienie metody run przekazanego obiektu implementującego interfejs Runnable (jeśli nie została przeciążona) static void sleep(long millis) uśpienie bieżącego wątku na określony czas void join(long millis), void join() oczekiwanie na zakończenie wątku void interrupt() przerwanie działania wątku (dokładniej ustawienie sygnalizatora przerwania przerwanie następuje jeśli wątek znajduje się wewnątrz metody dającej się przerwać, np. sleep, join, wait lub jeśli w trakcie realizacji wątku wywołana jest metoda: static boolean interrupted() sprawdzenie stanu sygnalizatora przerwania (dla bieżącego wątku) później powinna znajdować się reakcja wątku na próbę przerwania, np. zwrócenie wyjątku InterruptedException Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 16
17 Wątki w Javie Nie tylko każdy obiekt w Javie może funkcjonować jak monitor, ale także dla każdego obiektu Javy możemy wywołać funkcje typowe dla zmiennych warunku: wait() tym razem bez argumentów, jedyną identyfikacją miejsca oczekiwania jest fakt wystąpienia w danym obiekcie notify() obudzenie jednego z wątków oczekujących w danym obiekcie (tak jak signal) notifyall() obudzenie wszystkich wątków oczekujących w danym obiekcie (tak jak broadcast) Powyższe funkcje zdefiniowane są w klasie Object, po której dziedziczy każda z klas Javy W pakiecie java.util.concurrency zdefiniowane są standardowe zmienne warunku (typ condition) Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 17
18 Java obiekt jako monitor przykład public class Pojemnik { private boolean pusty = true; public synchronized /* dane */ wyjmij() { while (pusty) { try { wait(); // oczekujemy gdzie? w obiekcie! } catch (InterruptedException e) { /* reakcja na przerwanie */ } }... // pobierz_dane pusty = true; notifyall(); // budzimy wszystkie wątki oczekujące w obiekcie } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 18
19 Java obiekt jako monitor przykład public synchronized void wloz( /* dane */ ) { while (!pusty) { try { wait();// funkcja wait nie posiada identyfikatora miejsca // oczekiwania, dlatego zalecane jest umieszczenie // jej w pętli sprawdzającej warunek! } catch (InterruptedException e) {} }... // umieść_dane pusty = false; notifyall(); // nie ma określonego miejsca oczekiwania budzimy } // wszystkie watki! } Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 19
20 Java obliczenia masowo równoległe Dotychczas omówione mechanizmy ukierunkowane były głównie na przetwarzanie wielowątkowe z mała liczbą zadań Dla masowej równoległości Java posiada specjalne udogodnienia: pule wątków (thread pool) i interfejsy wykonawców (executor) Konkretna pula wątków (obiekt klasy ThreadPoolExecutor ) realizuje zarządzanie dostarczonymi zadaniami (obiektami implementujacymi interfejs Runnable lub Callable), które może obejmować: uruchamianie, zatrzymywanie, sprawdzanie stanu itp. Uruchamianie zadań w ramach wykonawców posiada mniejszy narzut niż uruchamianie nowych wątków (klasy Thread) Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 20
21 Pula wątków Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 21
22 Work stealing Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 22
23 Pule wątków Najprostsze zadania (interfejs Runnable) nie zwracają wyniku Interfejs Callable umożliwia definiowanie zadań zwracających wynik Do przekazywania wyników z obiektów Callable i sprawdzania zakończenia działania obiektów Runnable służą obiekty Futures interfejs Futures jest parametryzowany typem zwracanego wyniku interfejs Futures definiuje funkcje do: sprawdzania czy zadanie zostało zakończone oczekiwania na zakończenie zadania i pobierania wyniku realizacji zadania zapisanego w obiekcie Futures anulowania zadań i sprawdzania czy zostały anulowane Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 23
Programowanie równoległe i rozproszone. Monitory i zmienne warunku. Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 1
Programowanie równoległe i rozproszone Monitory i zmienne warunku Krzysztof Banaś Programowanie równoległe i rozproszone 1 Problemy współbieżności Problem producentów i konsumentów: jedna grupa procesów
Bardziej szczegółowoWspółbieżność i równoległość w środowiskach obiektowych. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Współbieżność i równoległość w środowiskach obiektowych Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Java Model współbieżności Javy opiera się na realizacji szeregu omawianych dotychczas elementów: zarządzanie
Bardziej szczegółowoWspółbieżność i równoległość w środowiskach obiektowych. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Współbieżność i równoległość w środowiskach obiektowych Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Java Model współbieżności Javy opiera się na realizacji szeregu omawianych dotychczas elementów: zarządzanie
Bardziej szczegółowoPrzetwarzanie wielowątkowe przetwarzanie współbieżne. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Przetwarzanie wielowątkowe przetwarzanie współbieżne Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Problemy współbieżności wyścig (race condition) synchronizacja realizowana sprzętowo (np. komputery macierzowe)
Bardziej szczegółowoProblemy współbieżności
Problemy współbieżności wyścig (race condition) synchronizacja realizowana sprzętowo (np. komputery macierzowe) realizowana programowo (bariera, sekcja krytyczna, operacje atomowe) wzajemne wykluczanie
Bardziej szczegółowoWątki. Definiowanie wątków jako klas potomnych Thread. Nadpisanie metody run().
Wątki Streszczenie Celem wykładu jest wprowadzenie do obsługi wątków w Javie. Czas wykładu 45 minut. Definiowanie wątków jako klas potomnych Thread Nadpisanie metody run(). class Watek extends Thread public
Bardziej szczegółowoWątek - definicja. Wykorzystanie kilku rdzeni procesora jednocześnie Zrównoleglenie obliczeń Jednoczesna obsługa ekranu i procesu obliczeniowego
Wątki Wątek - definicja Ciąg instrukcji (podprogram) który może być wykonywane współbieżnie (równolegle) z innymi programami, Wątki działają w ramach tego samego procesu Współdzielą dane (mogą operować
Bardziej szczegółowoSemafor nie jest mechanizmem strukturalnym. Aplikacje pisane z użyciem semaforów są podatne na błędy. Np. brak operacji sem_post blokuje aplikację.
J. Ułasiewicz Programowanie aplikacji współbieżnych 1 11 11.1 abstrakcyjne Semafor nie jest mechanizmem strukturalnym. Aplikacje pisane z użyciem semaforów są podatne na błędy. Np. brak operacji sem_post
Bardziej szczegółowoWspółbieżność w środowisku Java
Współbieżność w środowisku Java Wątki i ich synchronizacja Zagadnienia Tworzenie wątków Stany wątków i ich zmiana Demony Synchronizacja wątków wzajemne wykluczanie oczekiwanie na zmiennych warunkowych
Bardziej szczegółowoAutor: dr inż. Zofia Kruczkiewicz, Programowanie aplikacji internetowych 1
Wątki 1. Wątki - wprowadzenie Wątkiem nazywamy sekwencyjny przepływ sterowania w procesie, który wykonuje dany program np. odczytywanie i zapisywanie plików Program Javy jest wykonywany w obrębie jednego
Bardziej szczegółowoMonitory. Jarosław Kuchta
Monitory Jarosław Kuchta Co to jest monitor Monitor to zebrane w jednej konstrukcji programowej zmienne i operacje na tych zmiennych. Część tych operacji jest udostępnianych na zewnątrz monitora. Tylko
Bardziej szczegółowoSemafor nie jest mechanizmem strukturalnym. Aplikacje pisane z użyciem semaforów są podatne na błędy. Np. brak operacji sem_post blokuje aplikację.
J. Ułasiewicz Programowanie aplikacji współbieżnych 1 11 Semafor nie jest mechanizmem strukturalnym. Aplikacje pisane z użyciem semaforów są podatne na błędy. Np. brak operacji sem_post blokuje aplikację.
Bardziej szczegółowoWątki w Javie. Piotr Tokarski
Wątki w Javie Piotr Tokarski Wprowadzenie Co to są wątki? Co to są wątki? Każdy program ma przynajmniej jeden wątek Co to są wątki? Każdy program ma przynajmniej jeden wątek Wątki są po to, by symulować
Bardziej szczegółowoObliczenia równoległe i rozproszone w JAVIE. Michał Kozłowski 30 listopada 2003
Obliczenia równoległe i rozproszone w JAVIE Michał Kozłowski 30 listopada 2003 Wątki w JAVIE Reprezentacja wątków jako obiektów Uruchamianie i zatrzymywanie wątków Realizacja wątków Ograniczenia Mechanizmy
Bardziej szczegółowoWielowątkowość. Programowanie w środowisku rozproszonym. Wykład 1.
Wielowątkowość Programowanie w środowisku rozproszonym. Wykład 1. Informacje organizacyjne Wymiar godzin: W-30, LAB-15 Zaliczenie wykonanie kilku programów i ich zaliczenie (w trakcie zajęć laboratoryjnych)
Bardziej szczegółowoJava. Wykład. Dariusz Wardowski, Katedra Analizy Nieliniowej, WMiI UŁ
Procesy i wątki Proces posiada samodzielne środowisko wykonawcze. Proces posiada własny zestaw podstawowych zasobów w czasie wykonywania; W szczególności, każdy proces ma własną przestrzeń pamięci. W uproszczeniu
Bardziej szczegółowoStworzenie klasy nie jest równoznaczne z wykorzystaniem wielowątkowości. Uzyskuje się ją dopiero poprzez inicjalizację wątku.
Laboratorium 7 Wstęp Jednym z podstawowych własności Javy jest wielowątkowość. Wiąże się to z możliwością współbieżnego wykonywania różnych operacji w ramach pojedynczej wirtualnej maszyny Javy (JVM).
Bardziej szczegółowoKurs programowania. Wykład 8. Wojciech Macyna. 10 maj 2017
Wykład 8 10 maj 2017 Współbieżność Watki w JAVA-ie Współbieżność może być realizowana na poziomie systemu operacyjnego (procesy) lub na poziomie aplikacji (watki). W JAVA-ie powszechnie stosuje się watki.
Bardziej szczegółowoWykład 5. Synchronizacja (część II) Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB
Wykład 5 Synchronizacja (część II) Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB Wady semaforów Jeden z pierwszych mechanizmów synchronizacji Generalnie jest to mechanizm bardzo
Bardziej szczegółowoJęzyk Java wątki (streszczenie)
Programowanie współbieżna Język Java wątki (streszczenie) Paweł Rogaliński Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki Politechniki Wrocławskiej pawel.rogalinski @ pwr.wroc.pl Języka Java wątki Autor:
Bardziej szczegółowo1 Wątki 1. 2 Tworzenie wątków 1. 3 Synchronizacja 3. 4 Dodatki 3. 5 Algorytmy sortowania 4
Spis treści 1 Wątki 1 2 Tworzenie wątków 1 3 Synchronizacja 3 4 Dodatki 3 5 Algorytmy sortowania 4 6 Klasa Runnable 4 Temat: Wątki Czym są wątki. Grafika. Proste animacje. Małe podsumowanie materiału.
Bardziej szczegółowoSystemy operacyjne. Zajęcia 11. Monitory
Systemy operacyjne. Zajęcia 11. Monitory 1. Monitor to mechanizm zamykający całą pamięć wspólną i synchronizację w pojedynczym module. 2. Monitor posiada całą pamięć wspólną jako część 'prywatną': dostępu
Bardziej szczegółowoProgramowanie wielowątkowe. Tomasz Borzyszkowski
Programowanie wielowątkowe Tomasz Borzyszkowski Wątki a procesy Jako jeden z niewielu języków programowania Java udostępnia użytkownikowi mechanizmy wspierające programowanie wielowątkowe. Program wielowątkowy
Bardziej szczegółowow odróżnieniu od procesów współdzielą przestrzeń adresową mogą komunikować się za pomocą zmiennych globalnych
mechanizmy posix Wątki w odróżnieniu od procesów współdzielą przestrzeń adresową należą do tego samego użytkownika są tańsze od procesów: wystarczy pamiętać tylko wartości rejestrów, nie trzeba czyścić
Bardziej szczegółowoJęzyki i Techniki Programowania II. Wykład 7. Współbieżność 1
Języki i Techniki Programowania II Wykład 7 Współbieżność 1 Programy, Procesy, Wątki Program to zestaw instrukcji do wykonania, dane do przetworzenia, mechanizmy sterujące (stos) Proces w komputerze to
Bardziej szczegółowoWspółbieżność w Javie
Wielowątkowość (obsługa wątków) Tworzenie wątków Stany wątków i ich zmiana Demony Grupy wątków Synchronizacja wątków wzajemne wykluczanie oczekiwanie na zmiennych warunkowych pakiet java.util.concurrent
Bardziej szczegółowosynchronizacji procesów
Dariusz Wawrzyniak Definicja semafora Klasyfikacja semaforów Implementacja semaforów Zamki Zmienne warunkowe Klasyczne problemy synchronizacji Plan wykładu (2) Semafory Rodzaje semaforów (1) Semafor jest
Bardziej szczegółowosynchronizacji procesów
Wykład prowadzą: Jerzy Brzeziński Dariusz Wawrzyniak Plan wykładu Definicja semafora Klasyfikacja semaforów Implementacja semaforów Zamki Zmienne warunkowe Klasyczne problemy synchronizacji (2) Semafory
Bardziej szczegółowoWspółbieżność w Javie
Wielowątkowość (obsługa wątków) Tworzenie wątków Stany wątków i ich zmiana Demony Grupy wątków Synchronizacja wątków wzajemne wykluczanie oczekiwanie na zmiennych warunkowych pakiet java.util.concurrent
Bardziej szczegółowoPodstawy współbieżności
Podstawy współbieżności Algorytmy i struktury danych. Wykład 6. Rok akademicki: 2010/2011 Od koncepcji współbieżności do systemów rozproszonych Współbieżnośd rozważany na poziomie koncepcyjnym sposób realizacji
Bardziej szczegółowoKurs programowania. Wykład 8. Wojciech Macyna
Wykład 8 Program bez watków, jeden procesor, trzy zadania Program z watkami, jeden procesor, trzy zadania Procesory wielordzeniowe, każde zadanie na osobnym procesorze Trzy zadania uruchomione w watkach
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Wykład 5. Rafał Skinderowicz
Programowanie współbieżne Wykład 5 Rafał Skinderowicz Monitory motywacje Mechanizmy synchronizacji takie jak blokady (zamki) semafory pozwalają efektywnie rozwiązywać dostępu do współdzielonych zasobów,
Bardziej szczegółowoWielowątkowość mgr Tomasz Xięski, Instytut Informatyki, Uniwersytet Śląski Katowice, 2011
Wielowątkowość mgr Tomasz Xięski, Instytut Informatyki, Uniwersytet Śląski Katowice, 2011 Uruchomienie programu powoduje stworzenie nowego procesu przez system operacyjny. Proces wykonywany program wraz
Bardziej szczegółowoTemat zajęć: Tworzenie i obsługa wątków.
Temat zajęć: Tworzenie i obsługa wątków. Czas realizacji zajęć: 180 min. Zakres materiału, jaki zostanie zrealizowany podczas zajęć: Tworzenie wątków, przekazywanie parametrów do funkcji wątków i pobieranie
Bardziej szczegółowoJęzyk Java wątki (streszczenie)
Programowanie współbieŝna Język Java wątki (streszczenie) Paweł Rogaliński Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki Politechniki Wrocławskiej pawel.rogalinski @ pwr.wroc.pl Podstawowe pojęcia: procesy
Bardziej szczegółowoAplikacje w Javie- wykład 11 Wątki-podstawy
1 Aplikacje w Javie- wykład 11 Wątki-podstawy Treści prezentowane w wykładzie zostały oparte o: Barteczko, JAVA Programowanie praktyczne od podstaw, PWN, 2014 http://docs.oracle.com/javase/8/docs/ http://docs.oracle.com/javase/9/docs/
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Wykład 10 Synchronizacja dostępu do współdzielonych zasobów. Iwona Kochańska
Programowanie współbieżne Wykład 10 Synchronizacja dostępu do współdzielonych zasobów Iwona Kochańska Mechanizm synchronizacji wątków/procesów Wykorzystanie semaforów zapobiega niedozwolonemu wykonaniu
Bardziej szczegółowoMariusz Rudnicki PROGRAMOWANIE SYSTEMÓW CZASU RZECZYWISTEGO CZ.4
Mariusz Rudnicki mariusz.rudnicki@eti.pg.gda.pl PROGRAMOWANIE SYSTEMÓW CZASU RZECZYWISTEGO CZ.4 Synchronizacja wątków Omawiane zagadnienia Czym jest synchronizacja wątków? W jakim celu stosuje się mechanizmy
Bardziej szczegółowoProcesy i wątki. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Procesy i wątki Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Procesy i wątki Proces: ciąg rozkazów (wątek główny) i ewentualnie inne wątki stos (wątku głównego) przestrzeń adresowa dodatkowe elementy tworzące
Bardziej szczegółowoWSPÓŁBIEŻNOŚĆ. MATERIAŁY:
WSPÓŁBIEŻNOŚĆ ZAGADNIENIA: procesy, wątki, synchronizacja, synchronizacja w Java 5.0 blokady, egzekutory, zbiory wątków MATERIAŁY: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/ HTTP://USERS.UJ.EDU.PL/~CIESLA/
Bardziej szczegółowoTworzenie programów równoległych. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Tworzenie programów równoległych Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Tworzenie programów równoległych W procesie tworzenia programów równoległych istnieją dwa kroki o zasadniczym znaczeniu: wykrycie
Bardziej szczegółowo1. Uruchom poniższy program tworzący pojedynczy wątek:
9 Wątki 1. Uruchom poniższy program tworzący pojedynczy wątek: #include #include #include void* worker(void* info) int i; for(i=0; i
Bardziej szczegółowoProgramowanie komputerów
Programowanie komputerów Wykład 7: Programowanie wielowątkowe w Javie dr inż. Walery Susłow Współbieżność Programy współbieżne (concurrent software) aplikacje potrafiące wykonywać kilka operacji w tym
Bardziej szczegółowoProgramowanie Równoległe i Rozproszone
Programowanie Równoległe i Rozproszone Lucjan Stapp Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Politechnika Warszawska (l.stapp@mini.pw.edu.pl) 1/30 PRiR MONITOR klasa z następującymi właściwościami: wszystkie
Bardziej szczegółowoSynchronizacja procesów
Synchronizacja procesów - Współbieżność i synchronizacja procesów - Systemowe mechanizmy synchronizacji procesów Systemy operacyjne Wykład 7 1 Współbieżność i synchronizacja procesów Abstrakcja programowania
Bardziej szczegółowoTworzenie programów równoległych. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Tworzenie programów równoległych Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Tworzenie programów równoległych W procesie tworzenia programów równoległych istnieją dwa kroki o zasadniczym znaczeniu: wykrycie
Bardziej szczegółowoWstęp do programowania 2
Wstęp do programowania 2 wykład 10 Zadania Agata Półrola Wydział Matematyki UŁ 2005/2006 http://www.math.uni.lodz.pl/~polrola Współbieżność dotychczasowe programy wykonywały akcje sekwencyjnie Ada umożliwia
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne i rozproszone
Programowanie współbieżne i rozproszone WYKŁAD 1 dr inż. Literatura ogólna Ben-Ari, M.: Podstawy programowania współbieżnego i rozproszonego. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2009. Czech, Z.J:
Bardziej szczegółowoTworzenie programów równoległych cd. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Tworzenie programów równoległych cd. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Metodologia programowania równoległego Przykłady podziałów zadania na podzadania: Podział ze względu na funkcje (functional
Bardziej szczegółowoZaawansowany kurs języka Python
Wykład 6. 6 listopada 2015 Plan wykładu Callable objects 1 Callable objects 2 3 Plan wykładu Callable objects 1 Callable objects 2 3 Callable objects Wszystko jest obiektem. Callable objects Wszystko jest
Bardziej szczegółowoZaawansowane programowanie w C++ (PCP)
Wykład 10 - boost Thread. 8 czerwca 2007 Równoległość bardzo wolna reakcja człowieka wolne urządzenia wejścia - wyjścia (np. drukarki) bardzo szybkie procesory można przeprowadzać obliczenia podczas obsługi
Bardziej szczegółowoWielowątkowy serwer TCP
Wielowątkowy serwer TCP Wątek współbieżne działanie współdzielenie danych wykonywanie tego samego programu tańsze tworzenie w porównaniu do fork() join(), a detach() pthread - interesujące fragmenty pthread_create(),
Bardziej szczegółowoWprowadzenie do programowania współbieżnego
Wprowadzenie do programowania współbieżnego Marcin Engel Instytut Informatyki Uniwersytet Warszawski Zamiast wstępu... Zamiast wstępu... Możliwość wykonywania wielu akcji jednocześnie może ułatwić tworzenie
Bardziej szczegółowoMariusz Rudnicki PROGRAMOWANIE WSPÓŁBIEŻNE I SYSTEMY CZASU RZECZYWISTEGO CZ.4
Mariusz Rudnicki mariusz.rudnicki@eti.pg.gda.pl PROGRAMOWANIE WSPÓŁBIEŻNE I SYSTEMY CZASU RZECZYWISTEGO CZ.4 Synchronizacja wątków Omawiane zagadnienia Czym jest synchronizacja wątków? W jakim celu stosuje
Bardziej szczegółowoJava. Programowanie Obiektowe Mateusz Cicheński
Java Programowanie Obiektowe Mateusz Cicheński Wielowątkowość Proces a wątek? Thread vs Runnable sleep(), interrupt(), join() Problemy wielowątkowości Obiekty niemodyfikowalne (immutable) Serializacja
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Laboratorium nr 11
Programowanie współbieżne Laboratorium nr 11 Wykonywane w danym momencie programy nazwano procesami [1] - izolowanymi, niezależnie wykonywanymi programami, dla których system operacyjny przydzielał pamięć,
Bardziej szczegółowoInterfejsy w Java. Przetwarzanie równoległe. Wątki.
Informatyka I Interfejsy w Java. Przetwarzanie równoległe. Wątki. dr inż. Andrzej Czerepicki Politechnika Warszawska Wydział Transportu 2017 Interfejsy w Java Pojęcie interfejsu w programowaniu Deklaracja
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Wykład 2. Rafał Skinderowicz
Programowanie współbieżne Wykład 2 Rafał Skinderowicz Program współbieżny a sekwencyjny Program zapis algorytmu, ciąg instrukcji do wykonania przez procesor: statyczny sekwencja instrukcji przekształcających
Bardziej szczegółowoWykład 4. Synchronizacja procesów (i wątków) cześć I. Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB
Wykład 4 Synchronizacja procesów (i wątków) cześć I Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB Potrzeba synchronizacji Procesy wykonują się współbieżnie. Jeżeli w 100% są
Bardziej szczegółowoModele programowania równoległego. Pamięć współdzielona Rafał Walkowiak dla III roku Informatyki PP
Modele programowania równoległego Pamięć współdzielona Rafał Walkowiak dla III roku Informatyki PP Procesy a wątki [1] Model 1: oparty o procesy - Jednostka tworzona przez system operacyjny realizująca
Bardziej szczegółowoMultimedia JAVA. Historia
Multimedia JAVA mgr inż. Piotr Odya piotrod@sound.eti.pg.gda.pl Historia 1990 rozpoczęcie prac nad nowym systemem operacyjnym w firmie SUN, do jego tworzenia postanowiono wykorzystać nowy język programowania
Bardziej szczegółowoWIELOWĄTKOWOŚĆ. Waldemar Korłub. Platformy Technologiczne KASK ETI Politechnika Gdańska
WIELOWĄTKOWOŚĆ Waldemar Korłub Platformy Technologiczne KASK ETI Politechnika Gdańska Wydajność 2 Do 2005 roku wydajność komputerów poprawiano zwiększając częstotliwość taktowania procesora 1995: Pentium
Bardziej szczegółowoProgramowanie wielowątkowe: podstawowe koncepcje, narzędzia w Javie. J. Starzyński, JiMP2, rok akad. 2005/2006
Programowanie wielowątkowe: podstawowe koncepcje, narzędzia w Javie J. Starzyński, JiMP2, rok akad. 2005/2006 Tematyka Wprowadzenie Podstawowe pojęcia Tworzenie i uruchamianie wątków Zatrzymywanie wątków
Bardziej szczegółowoPlan wykładu. Obliczenia równoległe w zagadnieniach inżynierskich. Wykład 1 p. Wzajemne wykluczanie. Procesy współbieżne
Plan wykładu Obliczenia równoległe w zagadnieniach inżynierskich Wykład 1 Podstawowe pojęcia i model programowania Sposoby realizacji watków w systemach operacyjnych Tworzenie watów i zarzadzanie nimi
Bardziej szczegółowoSynchronizacja procesów i wątków
SOE Systemy Operacyjne Wykład 12 Synchronizacja procesów i wątków dr inŝ. Andrzej Wielgus Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki WEiTI PW Problem sekcji krytycznej Podstawowy problem synchronizacji
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Wykład 7. Iwona Kochaoska
Programowanie współbieżne Wykład 7 Iwona Kochaoska Poprawnośd programów współbieżnych Właściwości związane z poprawnością programu współbieżnego: Właściwośd żywotności - program współbieżny jest żywotny,
Bardziej szczegółowoArchitektury systemów równoległych
Architektury systemów równoległych 1 Architektury systemów z pamięcią wspólną Architektury procesorów Procesory wielordzeniowe Procesory graficzne Akceleratory Procesory hybrydowe Architektury systemów
Bardziej szczegółowoModel pamięci. Rafał Skinderowicz
Model pamięci Rafał Skinderowicz Czym jest model pamięci Model pamięci dotyczy programów współbieżnych W programie współbieżnym może się zdarzyć, że dany wątek nie będzie widział od razu wartości zmiennej
Bardziej szczegółowo1. Tworzenie nowego projektu.
Załącznik do Instrukcji 1. Tworzenie nowego projektu. Wybieramy opcję z menu głównego New->QNX C Project. Wprowadzamy nazwę przechodzimy do następnego kroku NEXT. Wybieramy platformę docelową oraz warianty
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Wykład 9 Synchronizacja dostępu do współdzielonych zasobów. Iwona Kochańska
Programowanie współbieżne Wykład 9 Synchronizacja dostępu do współdzielonych zasobów Iwona Kochańska Sekcja krytyczna Instrukcje wykonywane na zmiennych współdzielonych tworzą sekcję krytyczną. Instrukcje
Bardziej szczegółowoObiektowe programowanie rozproszone Java RMI. Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 1
Obiektowe programowanie rozproszone Java RMI Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 1 Java RMI Mechanizm zdalnego wywołania metod Javy (RMI Remote Method Invocation) posiada kilka charakterystycznych cech,
Bardziej szczegółowoProces z sekcją krytyczną. Synchronizacja procesów. Synchronizacja procesów, cd. Synchronizacja procesów, cd. Synchronizacja procesów, cd
Synchronizacja procesów Proces producenta - zmodyfikowany (licznik) produkuj jednostka w nast_p while licznik =n do nic_nie_rob; bufor [we] := nast_p; we=we+1 mod n; licznik:=licznik+1; Zmodyfikowany proces
Bardziej szczegółowoSystemowe mechanizmy synchronizacji procesów
Systemowe mechanizmy synchronizacji procesów Wykład prowadzą: Jerzy Brzeziński Dariusz Wawrzyniak Celem wykładu jest przedstawienie mechanizmów synchronizacji, które mogą być implementowane zarówno na
Bardziej szczegółowoMechanizmy komunikacji. spotkania symetryczne (język CSP) spotkania asymetryczne (Ada) przestrzenie krotek (Linda) potoki, komunikaty i kanały (Unix)
Mechanizmy komunikacji spotkania symetryczne (język CSP) spotkania asymetryczne (Ada) przestrzenie krotek (Linda) potoki, komunikaty i kanały (Unix) Język CSP Hoare (1978r.) Communicating Sequential Processes
Bardziej szczegółowoTworzenie programów równoległych. Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1
Tworzenie programów równoległych Krzysztof Banaś Obliczenia równoległe 1 Tworzenie programów równoległych W procesie tworzenia programów równoległych istnieją dwa kroki o zasadniczym znaczeniu: wykrycie
Bardziej szczegółowoGdy kilka procesów czyta a przynajmniej jeden dokonuje zapisu wynik odczytu zależeć może od sposobu realizacji przeplotu.
Komputery i Systemy Równoległe Jędrzej Ułasiewicz 1 9. Wzajemne wykluczanie 9.1 Przeplot i współużywalność zasobów Wyróżniamy dwa rodzaje zasobów: 1. Zasoby współużywalne - mogą być wykorzystane przez
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Laboratorium nr 12
Programowanie współbieżne Laboratorium nr 12 Uwaga!!! Wyniki uruchomionych programów mogą zależeć od sprzętu (ilość procesorów, rdzeni itp.), systemu operacyjnego, obciążenia systemu operacyjnego, ilości
Bardziej szczegółowoProgramowanie obiektowe
Programowanie obiektowe Podstawowe cechy i możliwości języka Scala mgr inż. Krzysztof Szwarc krzysztof@szwarc.net.pl Sosnowiec, 2017 1 / 32 mgr inż. Krzysztof Szwarc Programowanie obiektowe Informacje
Bardziej szczegółowoProgram współbieżny jest zbiorem sekwencyjnych PROGRAMOWANIE C++
PROGRAMOWANIE C++ Współdzielenie obiektów w aplikacjach współbieżnych Używanie tych samych obiektów przez różne wątki może prowadzić do niezdefiniowanego zachowania się aplikacji. Obiekty synchronizacyjne
Bardziej szczegółowoSystemy Operacyjne 2: Wątki pthreads. dr inż. Arkadiusz Chrobot
Systemy Operacyjne 2: Wątki pthreads dr inż. Arkadiusz Chrobot 18 kwietnia 2013 1. Wprowadzenie Wątki podobnie jak procesy umożliwiają współbieżną realizację czynności w wykonywanym programie. Domyślnie
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne i rozproszone w języku Java
Programowanie współbieżne i rozproszone w języku Java Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki Instytut Informatyki Programowanie współbieżne i rozproszone w języku
Bardziej szczegółowoProgramowanie współbieżne Zadanie 5 - Podstawowe problemy programowania współbieżnego
150875 Grzegorz Graczyk numer indeksu imię i nazwisko 151021 Paweł Tarasiuk numer indeksu imię i nazwisko Data 2011-11-07 Kierunek Informatyka Specjalizacja Inżynieria Oprgoramowania i Analiza Danych Rok
Bardziej szczegółowoWykład 8: klasy cz. 4
Programowanie obiektowe Wykład 8: klasy cz. 4 Dynamiczne tworzenie obiektów klas Składniki statyczne klas Konstruktor i destruktory c.d. 1 dr Artur Bartoszewski - Programowanie obiektowe, sem. 1I- WYKŁAD
Bardziej szczegółowoWielowątkowość 1. Marcin Orchel. AGH University of Science and Technology in Poland 1 / 58
Wielowątkowość 1 Marcin Orchel AGH University of Science and Technology in Poland 1 / 58 Section 1 Agenda Agenda 2 / 58 1 Współbieżność 2 Synchronizacja 3 Zbiory oczekujące Agenda 3 / 58 Section 2 Współbieżność
Bardziej szczegółowoSystemy Rozproszone - Ćwiczenie 4
Systemy Rozproszone - Ćwiczenie 4 1 Synchronizacja wątków: myjnia samochodowa Poniżej znajduje się przykład ilustrujący klasyczny problem synchronizacji wątków. Obiekt klasy Car jest współdzielony przez
Bardziej szczegółowo6.1 Pojęcie wątku programu 6.2 Klasy Timer, TimerTask 6.3 Klasa Thread 6.4 Synchronizacja pracy wątków 6.5 Grupowanie wątków
6. Wątki 6.1 Pojęcie wątku programu 6.2 Klasy Timer, TimerTask 6.3 Klasa Thread 6.4 Synchronizacja pracy wątków 6.5 Grupowanie wątków W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe 6-1 6.1 Wątki programu 1) Pojęcie
Bardziej szczegółowoJAVA W SUPER EXPRESOWEJ PIGUŁCE
JAVA W SUPER EXPRESOWEJ PIGUŁCE Obiekt Obiekty programowe to zbiór własności i zachowań (zmiennych i metod). Podobnie jak w świecie rzeczywistym obiekty posiadają swój stan i zachowanie. Komunikat Wszystkie
Bardziej szczegółowoWyjątki. Streszczenie Celem wykładu jest omówienie tematyki wyjątków w Javie. Czas wykładu 45 minut.
Wyjątki Streszczenie Celem wykładu jest omówienie tematyki wyjątków w Javie. Czas wykładu 45 minut. Wydaje się, że żaden użytkownik oprogramowania nie lubi, kiedy stosowany program nagle zawiesza się,
Bardziej szczegółowoKurs rozszerzony języka Python
Wykład 6. 10 listopada 2017 Plan wykładu 1 2 3 Plan wykładu 1 2 3 Wszystko jest obiektem. Wszystko jest obiektem. A funkcje? Przykład def foo(x): return 2*x dir(foo) Przykład def foo(x): return 2*x dir(foo)
Bardziej szczegółowoProgramowanie w języku Java - Wyjątki, obsługa wyjątków, generowanie wyjątków
Programowanie w języku Java - Wyjątki, obsługa wyjątków, generowanie wyjątków mgr inż. Maciej Lasota Version 1.0, 13-05-2017 Spis treści Wyjątki....................................................................................
Bardziej szczegółowo4.1 Napisz kod, w którym definiujesz, tworzysz oraz uruchamiasz wątki z uŝyciem klas java.lang.thread oraz java.lang.runnable.
WĄTKI 4.1 Napisz kod, w którym definiujesz, tworzysz oraz uruchamiasz wątki z uŝyciem klas java.lang.thread oraz java.lang.runnable. 4.2 Opisz stany w jakich wątek moŝe się znajdować oraz opisz sytuacje,
Bardziej szczegółowoW Javie wątki są obiektami zdefiniowanymi za pomocą specjalnego rodzaju klas.
WspółbieŜność W programowaniu sekwencyjnym, kaŝdy program ma początek, sekwencje instrukcji do wykonania i koniec. W kaŝdym momencie działania programu moŝemy wskazać miejsce, w którym znajduje się sterowanie.
Bardziej szczegółowoPrzetwarzanie równoległe i współbieżne
Wątki Threads Wątki (Threads) Concurrent programming is like stepping into an entirely new world and learning a new programming language!!! (grząski grunt) Unikaj jeśli możesz rozwiazać problem! Implementacja
Bardziej szczegółowoWykład 4. Synchronizacja procesów (i wątków) cześć I. Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB
Wykład 4 Synchronizacja procesów (i wątków) cześć I Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB Procesy wykonują się współbieżnie Potrzeba synchronizacji Jeżeli w 100% są
Bardziej szczegółowoImplementacje zgodne z tym standardem są nazywane wątkami POSIX lub Pthreads.
pthreads (POSIX) implementacji równoległości poprzez wątki w architekturach wieloprocesorowych z pamięcią współdzieloną przenośność problem programistyczny, gdy dostawcy sprzętu wdrażali własne wersje
Bardziej szczegółowoProgramowanie obiektowe
Programowanie obiektowe Laboratorium 1. Wstęp do programowania w języku Java. Narzędzia 1. Aby móc tworzyć programy w języku Java, potrzebny jest zestaw narzędzi Java Development Kit, który można ściągnąć
Bardziej szczegółowoPodstawy programowania współbieżnego. 1. Wprowadzenie. 2. Podstawowe pojęcia
Podstawy programowania współbieżnego Opracowanie: Sławomir Samolej, Tomasz Krzeszowski Politechnika Rzeszowska, Katedra Informatyki i Automatyki, Rzeszów, 2010 1. Wprowadzenie Programowanie współbieżne
Bardziej szczegółowoProgramowanie obiektowe
Programowanie obiektowe Wykład 2: Wstęp do języka Java 3/4/2013 S.Deniziak: Programowanie obiektowe - Java 1 Cechy języka Java Wszystko jest obiektem Nie ma zmiennych globalnych Nie ma funkcji globalnych
Bardziej szczegółowoProces z sekcją krytyczną. Synchronizacja procesów. Synchronizacja procesów, cd. Synchronizacja procesów, cd. Synchronizacja procesów, cd
Synchronizacja procesów Proces producenta - zmodyfikowany (licznik) produkuj jednostka w nast_p while licznik =n do nic_nie_rob; bufor [we] := nast_p; we=we+1 mod n; licznik:=licznik+1; Zmodyfikowany proces
Bardziej szczegółowoPlan wykładu. Programowanie aplikacji równoległych i rozproszonych. Wykład 1 p. Wzajemne wykluczanie. Procesy współbieżne
Plan wykładu Programowanie aplikacji równoległych i rozproszonych Wykład 1 Podstawowe pojęcia i model programowania Sposoby realizacji watków w systemach operacyjnych Tworzenie watów i zarzadzanie nimi
Bardziej szczegółowo